目前常見的LED日光燈，外型尺寸上基本參照T8、T10的日光燈進(jìn)行設(shè)計(jì)，不同的地方主要在于光源使用材料不同，LED日光燈有內(nèi)置電源(也不排除有些設(shè)計(jì)成電源外置)而傳統(tǒng)雙端熒光燈靠外置鎮(zhèn)流器激發(fā)。從電氣角度看，LED日光燈既是光源，又極似燈具，它既要符合雙端熒光燈安全標(biāo)準(zhǔn)GB 18774-2002中對燈頭部分尺寸和耐熱、耐火的要求，也需要滿足燈具標(biāo)準(zhǔn)GB7000.1-2007標(biāo)準(zhǔn)和GB19510.1-2009標(biāo)準(zhǔn)中對整燈以及內(nèi)置LED驅(qū)動電源關(guān)于結(jié)構(gòu)、內(nèi)部線、爬電距離和電氣間隙、絕緣和電氣強(qiáng)度、耐熱、耐火等方面的要求。
本文將結(jié)合GB18774-2002與GB7000.1-2007兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，從結(jié)構(gòu)、內(nèi)部接線、防觸電保護(hù)、絕緣電阻和電氣強(qiáng)度、爬電距離和電氣間隙、耐熱和耐火這幾個(gè)方面分析LED日光燈可能存在的安全問題。
一、結(jié)構(gòu)方面
LED日光燈容易出現(xiàn)問題的是燈頭、螺釘、基本絕緣與可觸及金屬件的接觸這三個(gè)地方。燈頭需要符合GB18774-2002規(guī)定的扭矩試驗(yàn)和GB2799-2001規(guī)定的尺寸要求。其中，GB18774-2002規(guī)定的扭矩試驗(yàn)要求高溫試驗(yàn)前后都須符合該標(biāo)準(zhǔn)2.3.1條款的規(guī)定，即扭矩試驗(yàn)施加時(shí)，燈頭各部件之間的轉(zhuǎn)動不超過6°。燈頭施加的高溫條件為(125±5)℃，加熱時(shí)間為(2000±50)h。如果使用G13燈頭，并且燈功率大于40W時(shí)，高溫條件為：(140±5)℃。高溫條件和持續(xù)時(shí)間對于燈頭使用塑料材料的LED日光燈的考核比較嚴(yán)酷，使用耐熱性不大好的塑料燈頭，在施加這么長時(shí)間的高溫條件后，很可能塑料件就已經(jīng)軟化。若使用金屬燈頭，相對而言，較容易滿足這個(gè)試驗(yàn)條件，但也需考慮到金屬燈頭與LED日光燈燈體之間的連接牢靠程度以及爬電距離和電氣間隙等。
LED日光燈燈頭處螺釘主要起著燈頭與燈體之間的連接與固定作用。目前，常見的LED日光燈燈頭處的螺釘直徑是小于3mm的，而根據(jù)GB 7000.1的規(guī)定，這類螺釘需要旋入金屬。目前常見的做法是，LED日光燈使用鋁外殼，而這個(gè)螺釘直接旋入金屬外殼，這樣也可以滿足要求。但由此產(chǎn)生的一個(gè)常見問題是，螺釘在旋入金屬外殼后，螺釘與燈頭帶電金屬件之間靠的太近，容易導(dǎo)致爬電距離和電氣間隙不合格。
LED日光燈內(nèi)部接線主要用于連接燈頭插銷與內(nèi)置電源的輸入和輸出，內(nèi)置電源與鋁外殼之間通過套管隔離開。根據(jù)GB7000.1的規(guī)定，內(nèi)部帶電部件與可觸及金屬件之間的絕緣須滿足雙重絕緣或者加強(qiáng)絕緣。這就要求套管的絕緣需要滿足加強(qiáng)絕緣級的抗電強(qiáng)度要求。
二、內(nèi)部接線
根據(jù)GB7000.1標(biāo)準(zhǔn)的要求，LED日光燈使用的內(nèi)部接線需要考核的地方主要是線徑和絕緣厚度，機(jī)械損傷，絕緣層受熱溫度，以及絕緣是否符合要求四個(gè)方面。一般而言，內(nèi)部線在機(jī)械損傷的防護(hù)方面不會有問題，主要問題會出在其他三個(gè)方面。按照GB7000.1標(biāo)準(zhǔn)的要求，正常電流低于2A(一般LED日光燈的工作電流不會超過2A)時(shí)，內(nèi)部導(dǎo)線的標(biāo)稱截面積不小于0.4mm2，絕緣層厚度不小于0.5mm。并且，從絕緣角度講，由于鋁殼屬于可觸及金屬部件，內(nèi)部基本絕緣不能與鋁殼直接接觸，這就要求內(nèi)部導(dǎo)線需為雙重絕緣線，除非有相關(guān)證書能證明導(dǎo)線的絕緣層能符合加強(qiáng)絕緣要求，這時(shí)內(nèi)部線使用單層絕緣線也是可以的。但目前市場上LED日光燈使用的內(nèi)部線很少同時(shí)考慮到截面積、絕緣層厚度和絕緣線等級的要求。
另外，內(nèi)部導(dǎo)線在走線的時(shí)候，還需要注意避免導(dǎo)線與內(nèi)部電源發(fā)熱較大的部件直接接觸，例如變壓器、濾波電感、橋堆、散熱片等，因?yàn)檫@些部件在LED日光燈工作時(shí)，溫度很有可能會超過內(nèi)部導(dǎo)線絕緣材料的耐熱溫度值。內(nèi)部導(dǎo)線走線時(shí)不接觸發(fā)熱較大的部件，能避免產(chǎn)生絕緣層局部過熱導(dǎo)致的絕緣層破損，產(chǎn)生漏電或者短路等安全問題。
圖1 內(nèi)部線使用單層絕緣線，并且線與可觸及金屬鋁外殼直接接觸
圖2 內(nèi)部線在布線時(shí)，與發(fā)熱量大的變壓器、電感等接觸
三、防觸電保護(hù)
LED日光燈在防觸電保護(hù)方面，可能會出現(xiàn)不合格的情況一般有兩種，一是燈頭與燈體之間未可靠連接導(dǎo)致人手可直接拆下燈頭，從而導(dǎo)致試驗(yàn)?zāi)苤苯佑|及內(nèi)部帶電部件;二是內(nèi)部絕緣未做好，導(dǎo)致外殼漏電。
四、絕緣電阻和電氣強(qiáng)度
從電氣的分類看，LED日光燈屬于II類防電擊類型，這就要求LED日光燈的輸入到可觸及件之間，以及輸入到安裝表面之間需要滿足加強(qiáng)絕緣級的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度要求。目前很多LED日光燈在進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)時(shí)能通過，但抗電強(qiáng)度試驗(yàn)通不過，主要是內(nèi)置電源的變壓器選擇以及LED模塊鋁基板的安裝位置所導(dǎo)致。很多企業(yè)出于節(jié)約成本或者電源效率高的目的，選擇使用非隔離變壓器，這就會導(dǎo)致內(nèi)置電源的輸入和輸出端之間不能滿足加強(qiáng)絕緣級的抗電強(qiáng)度要求。同時(shí)，由于在安裝時(shí)，LED模塊的鋁基板與金屬外殼直接接觸，這就導(dǎo)致輸入端到可觸及件之間的絕緣等級不能滿足加強(qiáng)絕緣級的抗電強(qiáng)度要求。
要滿足加強(qiáng)絕緣級的抗電強(qiáng)度要求，可以選擇使用隔離變壓器將內(nèi)置電源的輸入與輸出進(jìn)行電氣隔離，或者不使用金屬外殼，改用絕緣材料的外殼。但如果使用絕緣材料外殼的話，還需考慮前文所述的直徑小于3mm的螺釘需旋入金屬的問題。